Завдання для виконання в лабораторії

Завдання. Виміряти температуру грунту на поверхні та глибинах.

Прилади та устаткування: термометри (строковий, мінімальний, максимальний, колінчасті, термометр-щуп), ящик з грунтом, електричний обігрівач, лопаточка.

Порядок виконання

1. Ознайомитися з будовою термометрів, способами їх установлення і ведення спостережень та правилами відліків.

2. Установити на поверхні грунту (в ґрунтовому ящику) поверхневі (надґрунтові) термометри (строковий, мінімальний, максимальний), колінчастий на глибину 5см, термометр-щуп на глибину 10-12см. Перед установкою всі термометри підготувати до роботи.

3. Зняти показники усіх термометрів і записати результати. Дані з мінімального термометра знімають при горизонтальному його положенні. Відлічують спочатку показання стовпчика спирту (“спирт”), а потім головки штифта, розташованої ближче до меніска спирту в капілярі (“штифт”). Перед записуванням даних з максимального термометра перевіряють, чи не відійшов від місця звуження капіляра відірваний ртутний стовпчик. Для цього трохи піднімають верхню частину термометра, щоб стовпчик ртуті дійшов до місця звуження, а потім знімають показання.

4. Увімкнути обігрівач і через 5-10хв знову зняти дані з усіх термометрів, записати результати.

5. Вимкнути обігрівач, підготовити мінімальний та максимальний термометри до роботи, почекати 15хв, знову зняти показання з усіх термометрів і записати результати.

6. Внести поправки до показань термометрів, за додатком 3.

7. Усі записи зробити в таблиці за такою формою:

Термометри		До обігрівання			Після 5-10хв. обігрівання			Через 15хв. після вимкнення обігрівача
		відлік	поправка	виправлена величина	відлік	поправка	виправлена величина	відлік	поправка	виправлена величина
Строковий
Мінімаль-ний	“спирт”
	“штифт”
Максимальний
Колінчастий,5см
Щуп, 10см

Завдання для самостійної роботи

Визначити глибину промерзання грунту (проникнення температури 0ºС в грунт ) при наступному розподілі температури:

Глибина грунту, см	В а р і а н т
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
00	-4,1	-1,0	-7,3	-1,5	-1,2	-6,4	-3,8	-9,0	-1,1	-4,1
20	-3,3	-0,5	-6,6	-0,8	-0,1	-4,5	-1,5	-7,1	-0,2	-2,2
40	-2,1	0,4	-4,2	1,1	1,4	-2,0	-0,4	-4,3	1,2	-0,3
80	-1,1	1,5	-2,1	1,6	1,8	0,2	2,4	-0,9	2,9	2,4
160	0,9	2,8	0,6	3,3	4,5	3,9	5,1	1,9	6,1	4,7
320	4,4	6,9	5,0	7,1	7,5	5,6	8,4	4,6	8,5	6,3

Наводимо приклад. Обчислити глибину проникнення в грунт температури 0º (глибину промерзання ґрунту) розрахунковим та графічним методами, використовуючи такі дані:

Глибина грунту, см 00 20 40 80 160 320

Температура , ºС -6,0 0,9 1,6 2,8 4,4 7,3

При визначенні глибини промерзання грунту необхідно знайти ту глибину, де температура становить нуль градусів.

1. Розрахунковий метод (метод складання простої пропорції).

Температура грунту нуль градусів проходить у шарі від 0 до 20 см і змінюється на 6,9º (від –6,0 до +0,9º). Визначимо, на скільки сантиметрів треба заглибитись у грунт, щоб температура підвищилась на 6˚, тобто щоб вона досягла 0º. Для цього складаємо пропорцію:

20см – 6,9º

х см – 6,0º

звідси х = 20  6,0 : 6,9 = 17,4 см.

Тобто, від поверхні грунту (00см) ми повинні опуститись на 17,4см, щоб досягнути температури 0º . Глибина промерзання буде становити 00см + 17,4см =

17,4см.

2. Графічний метод. Для цього в масштабі 1см глибини дорівнює 1мм, а 1º – 1 см на міліметровому папері проводять дві горизонтальні лінії на відстані, яка відповідає товщині шару грунту, де відбувається перехід температури від мінусової до плюсової.

На горизонтальних лініях відкладають температуру (шкали повинні співпадати), потім відмічають точками на верхній лінії мінусову температуру, яка була на поверхні грунту мінус 6,0ºС, а на нижній лінії – плюсову, яка була на нижній межі шару (0,9º). Відмічені точки з’єднують прямою лінією і додатково проводять вертикальну лінію між 0º обох температурних шкал.

Лінії перетнуться, а точка перетину покаже глибину нульової температури в грунті:

3. Інструментальний метод застосовують у польових умовах для визначення глибини промерзання ґрунту із використанням мерзлотоміра Даниліна.

Питання для самоконтролю

1. Якими термометрами вимірюють строкову, мінімальну і максимальну температури на поверхні грунту?

2. Які особливості підготовки, установки і проведення відліків по мінімальному і максимальному термометрах?

3. Якими термометрами вимірюють температуру грунту до глибини 20, 50 і 320 см у теплий і холодний періоди року? Як їх встановлюють?

4. Яке призначення мерзлотоміра Даниліна?

5. Якими методами визначають глибину промерзання грунту?